Zur Frage der Tagesschwankungen des Serumcholesterins

62 Stöckli: Tagesschwankungen des Serumcholesterins

nen Bereichen leichte Unterschiede im Auflösungsver- Trennung ist dagegen die Ausnutzung der vollen Lauf- mögen. Sofern jedoch nicht eine besondere Problem- strecke sowie das Einwandern der konzentrierten Borat- stellung vorliegt, ist das Trennvermögen von käuflichem front des Elektrodenpuffers, die das Ausbilden scharfer Cyanogum 41 ausreichend. Von Bedeutung für die schmaler Zonen bedingt. .

Literatur

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Dr. O. Zwisler Behringwerke AG .335 Marburg/Lahn

Zur Frage der Tagesschwankungen des Serumcholesterins

Von CH. STÖCKLI

Aus dem Forschungslaboratomtm der Neurologischen Universitätsklinik Basel (Direktor: Prof. H. E. Kaeser) (Eingegangen am 9. Juli 1965)

Die Cholesterinbestimmungen wurden mit einer eigenen Ultramikromodifikation der spektrokolorimetrischen Methode nach HUANG vorgenommen. Um die Kurve der Tagesschwankungen des Serumcholesterins 2u erhalten, wurden pro Versuchsperson, in der Zeit von 8.00—19.00 in stündlichem Abstand 12 Bestimmungen vor- genommen. Das Probandengut bestand aus 15 gesunden Personen, 6 Frauen und 9 Männer zw. 18—56, mit einem Durchschnittsalter von 37 Jahren.

Bei diesen Versuchspersonen konnten rhythmische Tagesschwankungen von gesetzmäßigem Charakter nachgewiesen werden. Darunter gibt es Individuen mit geringen und solche mit beträchtlichen Tagesschwankungen. Nimmt man als Ausmaß der Cholesterin-Tagesschwankung den größten minus den kleinsten Tageswert, so zeigt die labilste Ver- suchsperson eine solche von 66 mg/100 m/, die stabilste jedoch nur eine von 6 mg/100 m/. Die 3 verglichenen Kurven zeigen übereinstimmend einen morgendlichen Cholesterinanstieg zu einem Hochpunkt, der in die Mittagszeit fällt, und einen anschließenden nachmittäglichen Abfall. Für die Klinik ergibt sich, daß eine optimale Erfassung des Cholesterinspiegels, seiner Schwankungsrichtung und -breite am besten mit einer Drei-Zeit-Messung um 8, 12 und 15 Uhr gewährleistet ist.

An ultramicromodification was made to the spectrophotometric method of HUANG for cholesterol determination. In order to obtain a curve of the daily variation of serum cholesterol, 12 hourly determinations were made on each sub- ject between 8 a. m. and 7 p. m.; 15 healthy persons, 6 women and 9 men, average age 37 (range 18—56) were stu- died.

In these experiments regular, rythmic, daily variations were found. Some persons showed small and others large daily variations. If the difference between the highest and the lowest daily level is taken as a measure of the daily va- riation of cholesterol, the most labile subject showed a difference of 66 mg/m/, while the most stable one showed a value of 6 mg/100 m/. Each of three comparable curves shows in the morning hours an increase in cholesterol to a maximum during midday which decreases again in the afternoon. For clinical purposes, the optimal determination of the cholesterol level and the direction and extent of its variation is best achieved by three determinations at 8 a. m., noon, and 3 p. m.

In Anbetracht des großen Interesses, welches das Serum- fern nicht durch alimentäre Belastung eine in wenigen

cholesterin nicht nur von Seiten der Arteriosklerose^ Stunden abklingende Erhöhung eintrete. Serienunter-

forschung, sondern auch in der neurologischen und . suchungen durch GEORGI von 1926-

-33 mit 2161

psychiatrischen Medizin erfahren hat (l—8, 20), ist eine Cholesterin-Bestimmungen bei 456 depressiven Patien-

neuerliche Abklärung der Frage, ob e.s sich bei diesem ten und 21 Gesunden (3) führten jedoch u. a. zur Fest-

Stoff um einen statischen Parameter handelt, oder ob er Stellung, daß physisch und psychisch gesunde Männer

gewissen kurzfristigen Tagesschwafikungen unterwor- keine nennenswerten Schwankungen während Wochen

fen ist, angezeigt. und Monaten auf wiesen, wenn die Blutentnahme zur

Aus internistischen Untersuchungen bis etwa 1926 schien gleichen Tagesstunde vorgenommen wurde (gesunde

hervorzugehen, daß die Konzentration des Serum- Frauen zeigten größere Schwankungen im Praemen-

cholesterins beim Gesunden praktisch konstant sei, so- strum). Im Gegensatz zu psychisch Gesunden wurden'bei

Stöckli: Tagesschwankungen des Serumcholesterins 63

Psychosen mit depressivem Charakter leichte bis schwere Hypercholesterinämien festgestellt. — Um diese letzteren Störungen im Cholesterinhaushalt besser zu erfassen, wurden vom gleichen Autor Untersuchungen mit einem Cholesterin-Olivenöl-Belastungstest angestellt (3). Bei endogenen Depressionen zeigte sich in der überwiegen- den Mehrzahl — im Gegensatz zu Gesunden — eine sog.

„inverse Reaktion". Statt einer Erhöhung des Serum- cholesterins stellte sich ein vorübergehender Abfall ein.

Man konnte so praktisch bei jedem endogenen De- pressiven eine Störung im Cholesterinstoffwechsel nach- weisen. Entweder fand sich ein erhöhter Ausgangswert oder die erwähnte „inverse Reaktion". Nachunter- suchungen von EDERLE (6), BRUN (7), GILDEA (8) und SAARNIO (5) haben diese Beobachtungen bestätigt. Die Vermutung eines gewissen und für einzelne Erkrankungen eventuell typischen Tagesrhythmus lag somit nahe.

1938 begann GEORGI (3), angeregt durch Arbeiten von G. BRUN, nach autonomen, nicht durch Belastung in- duzierten Konzentrationsschwankungen zu suchen. Es ergab sich dabei, daß die Cholesterin-Konzentration im Serum — nicht wie noch wenige Jahre zuvor von SPERRY, BOYD und TURNER (9,10,11) angenommen — einen mehr oder weniger konstanten Wert, sondern einen kurvenmäßigen Verlauf erkennen läßt (vgl. Abb., obere Kurve). Bei 2 stündiger Messung zeigt die Kurve im wesentlichen einen Anstieg vormittags, einen Gipfel um die Mittagszeit mit anschließendem Abfall im Verlaufe des Nachmittags. — Eine gleichartige Untersuchung wurde später von LIPPI und Mitarbeitern (12) durch- geführt. Die Bestimmungen erfolgten im Gegensatz zu GEORGI alle 4 Stdn., erstreckten sich dafür aber auch über die Nacht. Untersuchungsgut waren 20 Gesunde (6 Frauen, 14 Männer, Durchschnittsalter: 28 Jahre).

Auch hier zeigte sich in den Morgendstunden ein An- stieg gegen den Mittagsgipfel, sowie der nachmittägliche Abfall; diese Abwärtsbewegung kommt in der Kurve der Abbildung bei 15.30 Uhr zum Stillstand. Auf der Strecke A—B—C ergibt sich somit ein analoges Ver- halten.

Im folgenden sollen diese interessanten Befunde eine Nachkontrolle bzw. Präzisierung erfahren. Die Be- arbeitung dieses Problems trat um so mehr in den Vor- dergrund, als inzwischen neue Mikromethoden aus- gearbeitet wurden, die Fragestellungen erlauben, die mit früheren Methoden kaum zu bewältigen wären, wie etwa der Wunsch nach stündlicher Blutentnahme. Ein weite- rer Grund war die Frage, ob der Klinik zur Unter- suchung des Kurvenverlaufes bezüglich Konstanz des Merkmals und Größe der eintretenden Veränderungen ein günstigerer, schwankungsarmer Meßbereich vor- geschlagen werden kann als die bisher übliche Zeit- spanne zwischen 7—11 Uhr.

Methodik

Versuchsgut

15 gesunde, nicht hospitalisierte Personen beiderlei Geschlechts:

6 Frauen, im Alter von 22—46 Jahren (Durchschnitt 34 J.), 9 Männer itn Alter von J8—56 Jahren (Durchschnitt 39 J.).

Methode

Da die Versuchspersonen ihrer täglichen Arbeit nachgingen, fiel ein Venenkatheter außer Betracht. Zwölfmalige Vencnpunktion war ebenfalls nicht zumutbar. Es drängte sich eine praktische, mit wenig Blut (Fingerbeere) arbeitende Methode auf. Die neulich beschriebene Methode nach HUANG und Mitarbeitern (13) ver- wendet 0,2 m/ oder für Doppelbestimmungen 0,4 m/ Serum. Diese Menge ist gering, aber immer noch zu groß bei Entnahme aus dem Finger. Aus diesem Grunde wurde obige Originalmethode im Maßstab 1:20 in eine Mikrometbode transponiert (19). Für eine Doppelbestimmung benötigt man so nur noch 2x10 ///. Die Brauchbarkeit dieser Methode ist durch Vergleichsuntersuchungcn gesichert.

Blutentnahme

Reinigung der Haut mit Äther oder Alkohol. Blutentnahme ab- wechselnd aus verschiedenen Fingern, zentrifugiert nach ge- nügender Ruhezeit (einige Stdn.) zur Vermeidung von Hämolyse.

Für den Einstich wurden die steril verpackten, nach Gebrauch weg- werfbaren Lanzettchen „Hemolet" von der Fa. Dade Reagents verwendet. Als sehr praktisch hat sich auch eine lokal applizierbare, die Blutungsverhältnisse begünstigende Salbe „Hemo Lube" er- wiesen. (Beides: Merz-Reagentien, Bümpliz/BE).

Entnahme%eiten

Der Cholesteringehalt wurde stündlich, von 8.00—19.00 be- stimmt. Der Versuch begann morgens 8.00 mit der Bestimmung des Nüchternwertes.

Reagenzien

I.Standard: 200 mg/100 m/ Cholesterin in Eisessig, (Chem.

Fabr. Schweizerhall, 1:1 verdünnt; oder Ein- wägung von Cholesterin p. a. Riedel-de Haen).

2. Vollreagens: 30 m/ Eisessig p. a. (Merck); 60 m/ Essigsäure- Anhydrid p. a. (Riedel); 10 m/H2SO4 Konz. p. a.

(Merck); 2 g Na2SO4 siccum p. a. in Eisbad ver- mischen, schütteln bis Na2SO4 (am besten über Nacht) gelöst. — Reagens (l—2 Monate haltbar) im Eiskasten aufbewahren.

Arbeitsgang

Je 250 Vollreagens werden in 4 saubere, nach Gebrauch weg- werfbare Plastiktuben einpipettiert. Anschließend fügt man Serum usw. nach dem Schema der Tabelle l bei.

Tab. l

a) Vollreagens b) Aqua dest.

c) Standard Serum*)

Reagenzien- Leerwert (RL)

250 10

Standard Analyse (doppelt bestimmt) 250

10

250

10

*) (Serumtropfen an Plastiktubenwand deponieren)

Zum Pipettieren wurden die halb-automatischen Sanz-Mikro- pipetten verwendet.

Nach dem Verschließen der Tuben werden diese heftig gemischt (Mikromixer sofern vorhanden). Zur Farb-Entwicklung hängt man alle Tuben 20 Min. in ein Wasserbad von 24—25°. Es entsteht eine blaugrüne Farbe nach der LieberMann-Biircbard-ResLkuon, welche durch den Zusatz von Na2SO4 beträchtlich stabilisiert wird. An- schließend wird am Mikrospektrokolorimeter (Beckman) bei 610 gegen den Reagentien-Leerwert (RL) abgelesen.

Berechnung E (Analyse)

E (Stand.) 200 = mg % Cholesterin.

Z. Hin. Chem. / 4. Jahrg. 1966 / Heft 2

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Daß die Ernährung und andere Faktoren den Cholesteringehalt (auch Triglyzeride und Lipoproteide) beeinflussen können, steht fest. Nach geomedizinischen Untersuchungen von A. KEYS (14) steht der Cholesterinspiegel in enger Beziehung zum Prozentsatz der Kalorien, den das Fett zur gesamten Kalorienzufuhr beiträgt.

Heute wissen wir aber auch, daß man nicht einfach von „Fett"

reden darf. Wesentlich ist auch die qualitative Zusammensetzung des Nahrungsfettes. Auch die Unterteilung in tierisches und pflanz- liches Fett wird dieser Tatsache nicht gerecht (15). Wir kennen tierische (Schweineschmalz, Butter) und pflanzliche Fette (z. B.

Cocosfett) welche die Serumlipoide ansteigen lassen, aber auch tierische (Walöl, Sardinenöle) und pflanzliche CSonnenblumen- und Maisöl) bei denen sie sinken (15).

Wenn auch in den meisten Arbeiten über Cholesterin, der Er- nährung unter den Umweltsbedingungen die größte Aufmerksam- keit geschenkt wird, ist nicht zu vergessen, daß es noch andere Faktoren gibt, die zu berücksichtigen sind. Als solche gelten Arbeitsbelastung (17), hereditäre Faktoren (18), psychische Emotionen (15,18). In diesem Zusammenhang ist der gelegentliche Anstieg der Blutlipide infolge psychischer Emotionen während des Hunger Versuches bemerkenswert (15). Unter Hungerbedingungen fällt der normale, insbesondere aber der erhöhte Blutlipoidgehalt (16). Zu diesem Thema haben ferner J. E. PETERSON und Mit- arbeiter (19) einen interessanten Beitrag geleistet, auf welchen wir noch zu sprechen kommen. Man darf annehmen, daß auch das Ver- hältnis der drei Grundnährstoffe Kohlehydrate, Eiweiß und Fett untereinander von Bedeutung für den Cholesterinhaushalt sind (15).

Aus diesen Gründen \vurde folgende kalorisch ausreichende, fett- arme, jedoch alle drei Grundnährstoffe enthaltende Nahrung ver- abreicht, aber nur in beschränkter Quantität, um mögliche Ein- flüsse niedrig zu halten:

Frühstück: nach der ersten Blutentnahme etwa 8.30; l Tasse Tee gezuckert; l Brötchen oder Zwieback mit oder ohne Confiture.

Mittagessen', eingenommen zw. 12—13 Uhr. Grilliertes, mageres Kalbfleisch oder Trockenfleisch, Teigwaren oder Kar- toffeln, ohne Fett, öl od. Butter zubereitet.

Das Nachtessen wurde erst nach der letzten Blutentnahme ein- genommen und ist somit für den Versuch irrelevant.

Ergebnisse

In den eigenen Versuchen werden unter den besproche- nen Versuchsbedingungen einzelne Cholesterin-Tages-

A

, .

»Georg/

10 12 n 1S 16 20 22 21 02 Wirzeit

kurven erhalten, die unterschiedlich ausfielen, aber in weiten Abschnitten gleiches oder zumindest ähnliches Verhalten zeigten.

Die Stundenwerte der einzelnen Kurven wurden addiert und gemittelt und in der Abbildung als Summenkurve graphisch dargestellt.

Nach einer leichten Senkung zwischen 8—9 Uhr (als Folge der Nahrungseinnahme?) beginnt die Kurve.zu steigen, um zur Mittagszeit einen Höhepunkt (1. Gipfel) zu erreichen. Vom Mittagsgipfel sinken die Cholesterin- wefte wieder bis etwa 15 Uhr. In einem nächsten Anlauf erklettern sie den 2. Gipfel (etwa 17 Uhr) und fallen an- schließend erneut ab. Es muß dabei offengelassen werden, ob ähnliche kurzfristige Schwankungen auch über die Nachtzeit fortdauern.

Streubreite der Kurvenwerte:

Von 136 Doppelbestimmungen ausgehend wurde eine einfache methodische Abweichung von s = ± 3,8 mg/100 m/für eine Einzel- bestimmung errechnet. — Setzt man den methodischen Streu- bereich wie üblich mit ± 2s ein, so heißt dies, daß Einzel-Werte, mehr als 8 mg/100 m/ vom wahren Wert abweichen, nur noch mit einer Wahrscheinlichkeit von weniger als 5% zufällig sind. Für unsere Mittelwertkurve aus 15 Probanden ergibt sich somit ein doppelter mittlerer fehler

2sm = —- = ± 2mg/100 m/.2sVn

(Bereich, in welchem der Mittelwert mit 95% Wahrscheinlichkeit streuen kann.)

Diskussion

Vergleicht man die drei Kurven der Abbildung l, so fällt eine deutliche Analogie auf. Alle zeigen überein- stimmend einen Anstieg vormittags zum Mittagsgipfel.

Die Art und Weise, wie der Anstieg vor sich geht und wo er einsetzt, geben die drei Kurven — ihrem Meß- intervall entsprechend — mit verschiedener Genauigkeit an. Aus dem gleichen Grunde sind die Mittagsgipfel zeitlich um eine halbe Stunde verschoben. Diese erweisen sich in der weiteren Gegenüberstellung als eigentliche Umkehrpunkte. Alle drei Kurven zeigen nämlich nach diesem Mittagshoch einen deutlichen Cholesterinabfall, der erst im Verlaufe des mittleren Nachmittages (etwa 15 Uhr) zum Stillstand kommt.

Bis zu diesem Kurvenabschnitt konnte die vorliegende Arbeit die Befunde von GEORGI und LIPPI im wesent- lichen bestätigen; das prinzipiell analoge Verhalten kann nicht übersehen werden. Die quantitativen Unterschiede

— die L/EPPi-Kurve verläuft durchweg auf einer tieferen

Etage — sind durch Anwendung verschiedener chemi-

scher Methoden bedingt. Will man jedoch den Vergleich

von diesem Punkt weiterführen, so gelangt man zu

keinem positiven Resultat mehr. Das restliche Kurven-

stück der Abbildung l wurde aus diesem Grunde mit

unterbrochener Linie dargestellt. Dieser Teil steht bis

zum Erscheinen weiterer bestätigender oder wider-

legender Untersuchungen zur Diskussion. Das gleiche

gilt für das Gebiet zwischen 8—9 Uhr. Die individuellen

Kurven zeigen dort ein unterschiedliches Verhalten. Es

gibt solche, die horizontal, abfallend oder ansteigend

Stöckli: Tagcsschwankungen des Serumcholcstcrins 65

verlaufen; in der Summenkurve ergibt sich ein leichter

Abfall. Ebenso interessant wie die Cholesterin-Tages- rhythmik selbst, ist die Größe der dabei auftretenden Schwankungen. Die folgende Zusammenstellung der Tabelle 2 vermittelt uns einige Anhaltspunkte. Die von GEORGI als Beispiel gewählte Kurve eines Gesunden (3) weist in der berücksichtigten Zeit eine Schwankung von 28 mg/100 m/ auf.

Tab.

Ausmaß der Cholcstcrin-Tages-Schwankung (Werte in mg/100 m/; größter minus kleinster Tages wer t)

Autor minimal maximal Summenkurve

LIPPI (24h)

STÖCKLI (12 h) 20

6 74

66 34

16

Aus den Zahlen der Tabelle 2 geht hervor, daß es In- dividuen mit sehr geringen und solche mit größeren Schwankungen (30% und mehr) gibt. Möglicherweise sind das die von PETERSON (18) als „stable" oder „labile subjects" bezeichneten Fälle. In den Versuchen von PETERSON und Mitarbeitern (19) wurden gesunde Medi- zinstudenten nach einer längeren Voruntersuchung (mindest. 12 Cholesterinbestimmungen pro Person) be- züglich Konstanz des Cholesteringehalts in sog. „labile subjects" und „stable subjects" eingeteilt. Mit raffinier- ten Mitteln (akustische Reize, Anwesenheit der Pro- fessoren, skin reponse etc.), wurden die Testpersonen in einen emotionellen Spannungszustand hineinmanövriert und dabei die Cholesterinschwankungen verglichen. Die

„stable subjects" waren auch unter diesen Bedingungen relativ stabil, während die labile Gruppe z. T. beacht- liche Schwankungen aufwies. Ähnliches ergab sich auch unter anderen Bedingungen wie Adrenalininjektionen oder Kälte-Exposition. Die Tatsachen, daß Alter, Ge- schlecht und Rasse (= Ernährungsunterschied?) eben- falls von Bedeutung sind, kompliziert die Versuche noch mehr.

Aus diesen und den eigenen Versuchen drängt sich noch eine andere Feststellung auf: Eine zu beliebiger Tages-

zeit ausgeführte Cholesterinbestimmung ist für ein Individuum — ganz besonders, wenn es sich um ein sog.

„labiles Subjekt" handelt — nur bedingt repräsentativ.

Angaben in der Literatur, die sich bei einzelnen In- dividuen auf nur eine Cholesterinmessung — möglicher- weise noch zu verschiedener Tageszeit vorgenommen — stützen, sind deshalb mit Vorbedacht zu beurteilen.

Neben den unter „Ernährung und andere Versuchs- bedingungen" erwähnten Faktoren, ist also auch diese Tatsache zu berücksichtigen. Da man im Einzelfall nicht weiß, in welchem Rahmen sich die Schwankungen be- wegen, empfiehlt es sich, nur solche Bestimmungen quantitativ miteinander zu vergleichen, die mit gleicher Methode und zur gleichen Tageszeit vorgenommen wurden.

Kommen wir auf die eingangs gestellte Frage zurück, welcher Tagesabschnitt für die Erfassung der absoluten Cholesterinkonzentration und deren charakteristischen Veränderungen der geeignetste sei, so müssen wir diese Frage wie folgt beantworten: Typisch für alle Normal- personen ist offenbar das Maximum der Mittagszeit. Der Wert um 15 Uhr stellt bei den meisten Personen ein Minimum dar, welches deutlich niedriger liegt als die um 8 Uhr gemessenen Werte. Eine optimale Erfassung des Cholesterinspiegels im Serum, seiner Schwankungs- richtung und -breite wäre demnach durch eine dreifache Bestimmung um <?, 12 und 15 Uhr gewährleistet. Mit der Fingerbeerenmethode ist heute eine solche Forderung in der Klinik ohne Weiteres zu erfüllen.

Nach allem scheint es nunmehr von Interesse, ent- sprechende Untersuchungen unter pathologischen Ver- hältnissen durchzuführen. Dabei könnten womöglich die Resultate noch signifikanter gestaltet werden, sofern man — wie dies seinerzeit auch GEORGI (3) getan hat — statt der gewöhnlichen Bestimmungen einen Belastungs- test durchführt.

Herrn Prof. F. GEORGI, der inzwischen leider verstorben ist, ge- bührt mein bester Dank für die wertvolle Unterstützung und Kri- tik der vorliegenden Arbeit. Für praktische Ratschläge bei der Aus- führung der Untersuchungen und für statistische Berechnung der Ergebnisse bin ich Herrn Dr. H. P. RIEDER zu Dank verpflichtet.

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Dr. Charles Stöckli

Forschungslab, der Neurolog.

Universitätsklinik Basel (Schweiz)

Z. klin. Chem. / 4. Jahrg. 1966 / Heft 2